مجله مهندسی مکانیک
پیاپی 79 (آبان 1390)

اخیرا موضوع استفاده از فناوری مورفینگ در سازه های هوایی به منظور افزایش کارایی، بازدهی و مزایای عملیاتی، توجه بسیاری از سازمان های تحقیقاتی را به خود جلب کرده است. خواص آیرودینامیکی و مزایای کارکردی و در نتیجه صرفه جویی در مصرف سوخت به وسیله این فناوری قابل دست یابی است. به طور کلی برای ایجاد خاصیت مورفینگ در سازه ها از مواد هوشمند و یا سیستم های کنترل هوشمند استفاده می شود. مواردی از جمله استفاده از آلیاژهای حافظه دار، پیزوفیلم ها، پلیمرهای هوشمند، لوله های کامپوزیتی با ماتریس منعطف، همچنین اعمال تغییرات دما از جمله راهکارهای ایجاد خاصیت مورفینگ در سازه هاست. یکی از مهم ترین روش ها در بحث ساختاری سازه های مورفینگ، به کارگیری ورق های موج دار کامپوزیتی با ناهمسانگردی بالا می باشد. تحقیقات بسیاری در زمینه استفاده از راهکارهای مورفینگ در هواپیماها، سفینه های فضایی و کاربرد های رباتیک انجام شده است که به نتایج خوبی نیز انجامیده اند. در این مقاله به معرفی فناوری مورفینگ، مزایا و بررسی راهکارهای گوناگون جهت ایجاد خاصیت مورفینگ و کاربردهای آن در صنایع پرداخته شده است.

امروزه، با توجه به نیاز سازندگان خودرو به کاهش حجم و جرم قسمت های گوناگون یک خودرو، از روش های متنوعی برای بهینه سازی این قسمت ها استفاده می شود. این کار ممکن است برمبنای روش های تجربی و یا براساس روش های منطقی و هدفمند ریاضی انجام گیرد. اما به هر شکل، هدف اصلی کاهش جرم و حجم قطعه است. در این مقاله ابتدا درباره شاتون و روش های گوناگون بهینه سازی توضیحاتی داده، سپس فرایند بهینه سازی روی مدل خام شاتون با روش اجزای محدود انجام خواهد شد. پس از انجام مراحل با روش های بهینه سازی، مدلی حاصل می شود که نسبت به شاتون های فعلی حدود 5 درصد سبکتر است.

پیش بینی دیفرانسیل بین چرخ های محرک در طرفین یک خودروی چرخ دار امری بسیار ضروری است. اما اگر تماس بین لاستیک و زمین در یک طرف خودرو از بین برود، هیچ گشتاوری در خروجی آن طرف انتقال نخواهد یافت. بنابراین هیچ گشتاوری نیز به طرف دیگر خودرو منتقل نمی شود. حتی اگر در یک طرف خودرو تماسی با زمین وجود داشته باشد، ممکن است هیچ گونه اصطکاکی در این تماس برقرار نشده باشد. کاربرد برخی خودروها، عبور از مناطق خارج از جاده و زمین های پست و بلند و عبور از مناطق باتلاقی و گل ولای است که در این صورت برای کنترل خودرو به وجود تصحیحات پیوسته فرمان نیاز است. در این گونه موارد، از قفل های دیفرانسیل استفاده می شود. این قفل ها می توانند مستقیما تحت کنترل راننده باشند و یا به طور خودکار تحت شرایط گشتاوری بالا عمل کنند. این امر ممکن است با چرخش چرخ توام باشد. عمل قفل، معمولا با قفل کردن یکی از خروجی ها به حامل انجام می شود. در صورتی که خروجی فوق مجبور به چرخش با سرعتی برابر با سرعت حامل باشد، خروجی دیگر نیز با همین سرعت خواهد چرخید.

به دلیل اهمیت مسائل زیست - محیطی در نیروگاه های برق آبی، یکی از برنامه های جدید طراحان توسعه توربین های آبی جهت بهینه سازی شرایط عبور ماهیان از توربین به همراه افزایش راندمان کلی آنهاست. بررسی این شرایط یکی از مسائل مهم جهت جایگزینی رانر های قدیمی در نیروگاه هایی با هد پایین است. با توجه به اهمیت بسیار زیاد موضوع و عدم در دسترس بودن منابع داخلی، جهت این بررسی منابع خارجی مورد مطالعه قرار گرفت. بر این اساس، از سال 1994 م، در بخش انرژی دفتر فناوری های برق آبی و باد آمریکا جهت ایمن سازی مسیر عبور ماهیان و افزایش بقای آنها تحقیقاتی درخصوص بهینه سازی توربین های موجود به لحاظ عملکرد و طراحی انجام شده است. این تحقیقات در دو بخش موسسات تحقیقاتی و شرکت های سازنده انجام و دلایل صدمات وارده و اثرات مستقیم و غیرمستقیم آنها بر مرگ ومیر ماهیان بررسی شده است. در این مقاله به اجمال نتایج تحقیقات انجام شده درخصوص ملاحظات زیستی و معیارهای طراحی به دست آمده، سازوکارهای صدمه، توربین جدید و تحلیل های انجام شده به کمک دینامیک سیالات محاسباتی و بهینه سازی توربین های موجود ارائه شده است.

در تهیه و تامین چرخ های منوبلوک در اغلب مشخصات فنی به مقررات UIC از جمله فیش UIC 812-3 اشاره شده است. اتحادیه بین المللی راه آهن ها، این فیش را منسوخ و استاندارد EN 13262 را جایگزین آن کرده است. بیشتر بندهای مشخصات فنی چرخ ها در فیشUIC 812-3 با استاندارد EN 13262 تفاوت هایی دارد که در این مقاله به آنها پرداخته می شود. چون این الزامات در طراحی و تولید چرخ ها باید مدنظر قرار گیرد، در فرایند جایگزینی چرخ ها در واگن های مسافری که با کمبود چرخ مواجه هستند نیز روش مناسب و مطمئنی را ارائه می دهد. این دو استاندارد ریلی کلیه چرخ های منوبلوک در واگن های مسافری و باری با گریدهای گوناگون را پوشش می دهد.

هدف این مقاله تعیین شیب بهینه کلکتورهای صفحه تخت روبه جنوب، در دوره های زمانی گوناگون، برای شهر تهران است. برای نیل به این هدف، ابتدا با استفاده از میزان تابش کلی میانگین ماهیانه روی صفحه افقی، که در ایستگاه های سینوپتیک تهران و در دوره زمانی 20 ساله ثبت شده، میزان تابش پراکنده روی صفحه افقی با استفاده از یک مدل تجربی تعیین می شود. سپس میزان تابش روی صفحه شیب دار توسط یک مدل ریاضی در شیب های مختلف محاسبه شده و با مقایسه تابش در شیب های گوناگون مقدار شیب بهینه ماهیانه براساس بیشینه تابش، تعیین می شود. این شیوه برای تعیین شیب بهینه در دوره های زمانی مختلف به صورت شیب بهینه فصلی، شش ماهه و سالانه نیز استفاده می شود. برای محاسبه مقدار تابش از نرم افزاری که بر اساس کد Matlab نوشته شده، استفاده می شود. بنابر محاسبات انجام شده، شیب بهینه سالیانه تهران 41 درجه است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که اگر شیب به صورت ماهیانه تنظیم شود، میزان تابش دریافتی در مقایسه با تابش دریافتی روی صفحه افقی 32 درصد افزایش می یابد و این مقدار برای دوره های زمانی فصلی، شش ماهه و سالیانه به ترتیب 30، 30 و 23 درصد است. برای افزایش میزان تابش دریافتی، حداقل تغییر شیب دوبار در سال توصیه می شود.

نیروگاه سیکل ترکیبی موثرترین نوع نیروگاه در بین تمامی نیروگاه هاست زیرا علاوه بر بازده و توان بالا از مزایای دیگری همچون انعطاف پذیری و راه اندازی سریع نیز برخوردار است. در این مقاله نیروگاه سیکل ترکیبی فارس، شامل بخش های گاز و بخار، با نرم افزار ایز مورد تحلیل و بهینه سازی فنی و اقتصادی قرار گرفته است. معیار ارزیابی در عملیات بهینه سازی تابع هدف هزینه کل است که شامل قسمت های مربوط به هزینه های جاری (بخش ترمودینامیکی) و هزینه های سرمایه گذاری (بخش اقتصادی) می باشد. در این روش ابتدا با استفاده از معادلات بالانس اگزرژی در اجزای مختلف، مقدار جریان اگزرژی در خطوط سیستم و میزان انهدام اگزرژی در هریک از اجزای سیکل تعیین شده است. در مرحله بعد، با اعمال بالانس هزینه اگزرژی در هریک از اجزای سیستم، دستگاه معادلات هزینه اگزرژی تعیین می شود که از حل آن قیمت واحد اگزرژی در خطوط جریان، هزینه انهدام اگزرژی در اجزای مختلف سیستم و سایر متغیرهای موردنیاز در تحلیل اگزرژی – اقتصادی به دست آمده است.